基于单片机的数字万用表设计大学论文.doc

天津工业大学毕业设计题目：基于单片机的数字万用表设计姓 名 学 院 机械工程学院 专 业 测控技术与仪器 班 级 1202 学 号 指导教师 职 称 讲 师 2016年 6 月 8 日天津工业大学毕业设计任务书题目基于单片机的数字万用表设计学生姓名学院名称机械工程学院专业班级测控技术与仪器1202课题类型应用研究课题意义数字万用表是一种多用途的电子测量仪器。相比指针式万用表，数字万用表具有精度高，速度快，显示清楚，抗干扰能力强等优点。本设计是基于单片机的高精度数字式万用表,采用单片机系统对信号进行采集和控制,具有自动进行交、直流电压值、直流电流、直流电阻等测量，能够自动转换量程等功能。任务与进度要求1-3周：查阅资料，确定总体方案，参加开题答辩； 4-6周：完成硬件电路原理图设计与绘制；7-8周：完成硬件电路仿真图的绘制；9-10周：完成程序的编写；11-12周：仿真的调试，修改；13-14周：完成毕业论文的撰写工作，修改论文，参加毕业答辩。主要参考文献 1李国兴.单片机基础与应用M.浙江大学出版社，2015.2张国雄.测控电路.机械工业出版社，2011.起止日期2016年3月9日至2016年6月8日备注院长 教研室主任 指导教师 毕业设计开题报告表 2016年 03月22日姓名学院机械工程学院专业测控技术与仪器班级测控1202题目基于单片机的数字万用表设计指导教师一、 与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义： 数字式万用表是电子测量领域的一个不可或缺的产品，应用范围十分广泛，而且使用简单方便。相比于老式指针式万用表，数字式万用表具有很多的优点，比如精度高，速度快，显示清晰，抗干扰能力强，便于携带等优点。而今在市场上，数字式万用表已然成为了电子测量的主流，逐渐取代了旧时的指针式万用表。因此，用先进的计算机控制技术代替传统的机械功能量程选择开关，以软件为中心，模块化硬件相结合，研究出新一代的高智能化数字万用表具有重大的现实意义。本设计是基于单片机的高精度数字式万用表,采用单片机系统对信号进行采集和控制,具有自动进行交、直流电压值、直流电流、直流电阻等测量，能够自动转换量程等功能。二、进度及预期结果：起止日期主要内容预期结果3月1日 至6月8日1-3周：查阅资料，确定总体方案，参加开题答辩； 4-6周：完成硬件电路原理图设计与绘制；7-8周：完成硬件电路仿真图的绘制；9-10周：完成程序的编写；11-12周：仿真的调试，修改；13-14周：完成毕业论文的撰写工作，修改论文，参加毕业答辩。完成总体方案设计完成硬件电路设计系统的程序设计完成论文撰写完成课题的现有条件图书馆查阅资料，网上查阅资料，对现有的资料进行分析整合。审查意见指导教师： 年 月 日学院意见主管领导： 年 月 日天津工业大学本科毕业设计评阅表（设计类）毕业设计题目基于单片机的数字万用表学生姓名学生班级测控1202班指导教师姓名评审项目指标满分评分选题能体现本专业培养目标，题目大小、难度适中；学生工作量饱满，能得到较全面训练。10题目与生产、科研等实际问题结合紧密。10课题调研文献检索能独立查阅文献以及从事其它形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息从中获取新知识的能力。15外文应用能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。5设计说明书设计图纸（插图）简洁、规范、无差错，设计栏目齐全合理，能正确使用国家标准单位。15设计说明书结构严谨，表达清楚，文字通顺，用语正确，基本无错别字和病句，书写格式符合规范。15能根据毕业设计目标进行实验设计，对数据的运算及处理正确无差错，对实验结果的分析准确。20设计具有创新性或实用价值。10合计100意见及建议评阅人签名：年 月 日天津工业大学毕业设计成绩考核表学生姓名学院名称机械工程学院专业班级测控1202题目基于单片机的数字万用表设计1毕业设计指导教师评语及成绩： 指导教师签字： 年 月 日2毕业设计答辩委员会评语及成绩答辩主席（或组长）签字： 年 月 日3毕业设计总成绩：a.指导教师给定成绩b.评阅教师给定成绩c.毕业答辩成绩总成绩(a0.5+b0.2+c0.3)摘 要随着社会电子科技的发展，在万用表这一领域内也发生了重大的革新。由于单片机技术与集成电路的发展，万用表逐渐向着集成化，微型化与便携的方向发展，新型的数字式万用表逐渐取代了旧式的指针式万用表。如果与传统的指针式万用表相比，数字式万用表具有很多的优点，比如精度高，准确率高，显示直观，测试功能完善与便于携带等优点。单片机技术在万用表当中的应用，提高了万用表的测量精度,增强了抗干扰的能力并且提高了万用表的测量效率与便携性。目前，无论航空航天，通信技术，电工测量，工业自动化仪器仪表，还是消费电子等领域，均已离不开数字万用表的使用。因此，利用软件与硬件相结合的技术研究出高性能的智能化数字万用表至关重要。在本次设计当中，主要采用爱特梅尔公司的AT89C52单片机作为主要控制芯片，来实现交直流电压，电流，电阻等参数的测量和实现测量参数的直观显示，有电压采样模块，电流/电压转换模块，电阻/电压转换模块，A/D转换模块，量程自动转换模块，显示电路或按键电路等模块组成。关键词：数字式万用表;AT89C52单片机;量程自动转换AbstractWith the development of electronic science and technology society, the multimeter also has major innovation in this field. Due to the single-chip computer technology and the development of integrated circuit, multimeter gradually becomes integration, miniaturization and direction of development of portable, new type of digital multimeter gradually replaced the old pointer multimeter. If it is compared with the traditional pointer multimeter, digital multimeter has many advantages, such as high precision, high accuracy, direct display, test functional and easy to carry, etc. Application of single-chip computer technology in the multimeter, improving the measuring accuracy of the multimeter to enhance the anti-interference ability and improve the measuring efficiency of the multimeter and portability. At present, regardless of the aerospace, communications, electrical measurement, industrial automation instruments and meters, or consumer electronics and other fields, have been without the use of digital multimeter. Therefore, the use of computer control technology to replace the original mechanical switch, software and hardware technology research such as the combination of high performance, high precision of intelligent digital multimeter is crucial. Therefore, software and hardware technology research such as the combination of high performance, high precision of intelligent digital multimeter is crucial.In this design, mainly uses the atmel AT89C52 single chip microcomputer as main control chip, to realize the ac/dc voltage, current, resistance and other parameters measurement and measuring parameters of visual display, A voltage sampling module, current/voltage conversion module, resistance/voltage conversion module, A/D conversion module, range automatic conversion module, display circuit and key circuit modules.Key words：Digital multimeter ;AT89C52 single-chip ;Range automatic conversion目 录第一章 绪论11.1 测量仪器的发展过程11.2 研究背景11.3 国内外研究现状与发展趋势21.4 选题意义及内容2第二章 总体方案设计42.1 总体设计方案42.2 基本原理及框图42.3 硬件电路各模块设计原理42.3.1 电压测量模块原理42.3.2 电流测量模块原理52.3.3 电阻测量模块原理62.3.4 交流电压测量模块方案72.3.5 电容测量模块原理82.4 软件程序设计方案8第三章 主要元器件介绍93.1 主控制芯片AT89C5293.2 A/D转换芯片ADC0809113.3 运算放大器LM324芯片123.4 真有效值AC-DC转换器AD736133.5 定时器NE555153.6 显示器LCD160216第四章 硬件电路设计174.1 AT89C52单片机最小系统原理图174.2 A/D转换模块原理图184.3 显示电路原理图184.4 按键电路原理图194.5 直流电压测量模块194.6 交流电压测量模块214.7 电流测量模块224.8 电阻测量模块234.9 电容测量模块24第五章 软件程序255.1 主程序流程图255.2 交直流电压测量程序流程图265.3 电流测量程序流程图275.4 电阻测量程序流程图285.5 电容测量程序流程图295.6 仿真和调试30第六章 总结31参考文献32附录33附录1电路原理图33附录2电路仿真图34附录3电路PCB图35附录4程序36附录5英文原文43附录6英文翻译62致 谢73天津工业大学2016届本科生毕业设计第一章 绪论1.1 测量仪器的发展过程在某种意义上，自从人类在地球上诞生的那一天，为了自身的生存和发展的需要，为了对大自然及其本身规律进行探索利用，就不断发明了探索自然的工具，并因此产生了相应的科学技术与科学研究。但是，由于知识所限，所发明的只是直观简单的，计时，定向和度量的工具，比如指南针，司仪和地动仪等早期的测量仪器。从18世纪末期到20世纪初期，一些科学家在物理现象的定律之后，开始着手将这些人们无法看到的物理现象进行具体化，使得人们可以观察到。比如早期的模拟式仪器，如测量电流的安培表，测量电压的伏特表，测量电阻的欧姆表以及压力表，测量仪和后来的电磁式模拟仪表，电位差计和电桥等。这些仪表使得人们认识到了许多原来无法看到的物理量，大大促进了科学技术的研究发展。等到了20世纪初到50年代，电子科学技术得到大规模的发展，新兴的电子技术与科学的方法理论相结合,使得模拟式仪器大量产生。数字仪器是主要结构为集成电路，在系统处理过程中均采用数字化技术的仪器。在20世纪前中期，电子元器件的大量出现使得数字仪器开始兴起，进而数字化技术开始在社会的各个方面得到应用，一些数字化仪表开始大规模兴起。相比于模拟仪器，数字仪器精度和灵敏度都较高，同时由于远距离传输时，数字信号比较好，故也常用来遥测遥控。智能仪器是电子科学，电脑与与测量仪器融合在一起的结果，是具有微小系统或单片机的检测设备，并且具有对数据自行处理的功能。智能仪器常用的结构有两种，内置式和扩展式，内置的常为单片机或微型PC系统，扩展式多为以电脑为基础扩展的。智能仪器其特点有可自测，数据处理，自我调节与可程控操作等，并且具有功能多，性能高和使用方便等优点,也因此得到了广泛应用。1.2 研究背景在近些年来，电子科学技术，计算机技术，通信技术始终处于一个高速发展的阶段，而且由于工业自动化4.0时代的即将到来，使得电子测量仪器行业也始终处于风口浪尖之上。电子测量技术在这样的社会大背景下，面临着测试任务缓慢增多，测量范围日益宽广，精度和灵敏度逐渐提高等这些严峻的挑战。同时电子测量技术系统的自动化 ，高精度，智能化也势必要进行。因此研究和开发先进的电子测量仪器当为重中之重。老旧的指针式万用表不仅功能单一，而且精度低，还存在着显示不清晰等一系列问题，这些都表示指针万用表早已不能满足现在时代要求。一些生产万用表的著名厂家，如英国的舒立强，迪特朗，还有美国的安捷伦与福禄克等等，它们始终走在万用表研究的前沿，这些厂家推出来一系列用于社会各个方面的电子测量仪器，其中福禄克公司就有图形万用表，便携式下业示波表，网络测试仪，过程仪表校准器，还有网络电缆测试仪等产品，这些产品广泛应用于冶金，石化，电业等行业中。新一代的智能化仪器又有了新的特征，比如具有便携式程控接口和标准接口等特征，其中一些具有代表性的如保存和传送大量数据的PCMCIA存储卡，如果这存储卡应用在仪器上，可以使打印机打印特定格式的文件，也可以为仪器编写特定的校准程序，可以实现覆盖多种仪器，使用方便，价格低廉的目的。此外还有使用SCPI语言的仪器，微处理器控制仪器的按键，显示屏等功能的仪器，像Tektronix公司的模拟示波器。数字万用表也称为数字多用表，它的基本功能要实现交流电压，交流电流，直流电压，直流电流和电阻的测量，此外还有一些功能诸如电容，二极管测试的功能。现在的数字万用表多采用微型处理器控制的集成电路来实现各种功能，数字万用表有着许多的优点，比如显示清晰，精度高，分辨率高，功耗低和使用方便等优点，甚至还能实现自动切换量程的功能。作为现代化的多用途的电子测量仪器，数字式万用表常用在物理，电气，电子等测量领域。1.3 国内外研究现状与发展趋势在国外，一些诸如福禄克类的厂家对万用表的研究始终走在前沿，科学的研究促使万用表在向着智能化的方向前进，并逐步提高产品的耐用性与工艺性。我国在万用表方面的发展相比于外国来说，是比较落后的。在精度方面，我们所做出来的，只能达到外国十几年前的水平，而且还有考虑万用表在不同的环境下，其稳定性的问题。我国的万用表行业相对来说起步较晚，发展历程总体来说就是引进，吸收和创新。在上世纪八九十年代，我国的万用表行业还不能达到高精度万用表的生产条件，与外国这些公司相比，我们的万用表要落后好多年。近十几年来，随着珠三角电子行业的发展，万用表这一行业也逐渐跟了上来，每年都生产大量的中低档数字万用表，甚至向其他一些国家出口我们的产品，但我们国家高精度万用表仍然依靠外国的进口。1.4 选题意义及内容采用数字化技术对持续不断的模拟量进行有效值的转换，并且通过数字显示测量结果，这就是数字式万用表。由于工业进入了一个新时代的发展，各种产品更换周期也越来越短，只有更加精密的测量仪器才能满足新产品设计和生产的要求，发展精密测量仪器将是未来的发展趋势。因此，旧式万用表精度低，分辨率也低，老式模拟万用表早已不能满足社会各个行业的要求。现在单片机技术早已应用在各式各样的电子测量仪器与工业自动化仪表当中。在社会科技发展的背景下，急需要精度高，便携，而且能够适应各式各样的环境的数字式万用表。本次内容为基于单片机的数字万用表，利用微处理器对模拟信号进行采样和处理，实现基本参数电压，电阻与电流等的测量，基于此基础上扩展其它功能。本设计主要分为硬件和软件两个部分，采集信号通过硬件来实现，信号处理通过软件来实现。硬件部分主要包括交直流电压，电流与电阻等参数，亦有按钮电路，显示驱动电路等模块，根据首先设计出地硬件，再完成程序的编译并进行调试和测试，最后要完成原理图和PCB图的绘制。第二章 总体方案设计2.1 总体设计方案数字万用表设计方案是多种多样的，这是因为市场上的芯片类型有很多种。但是，由于各种单片机的特点，功能都不相同，因此，设计方案也会有所差异。除此之外，有的万用表采用的是基于模拟电路与数字电路相结合的方案，这种方案是采用的纯硬件电路，能够满足电压，电阻，电流的测量，其优势是设计成本低，但如果要在此基础上进行功能扩展则会比较难，而本次毕业论文所作出的方案主要由单片机处理系统组成。2.2 基本原理及框图对电压，电阻，电流和电容等参量进行测量，然后通过模数转换器转换成所需要的数字量，并通过微处理器进行处理和显示模块显示就是数字式万用表设计的基本的原理，同时也是对电压表，电流表，欧姆表等仪器的综合。图2-1 设计框图2.3 硬件电路各模块设计原理2.3.1 电压测量模块原理在数字式万用表中，单片机的采集电压范围是0到5V，但万用表要测量的电压是很大的，因此，必须要将测量的电压降到单片机可以采集的电压范围内。在此次设计当中，我们通过电阻的分压来实现这个目的。采用电阻分档，可使测量电压量程范围得到扩大。像图2-2所示，如果A/D转换芯片的基准电压为U1，U0则为输入电压，那么电路的分压比值则是，反之，那么该电路所扩大的量程范围，但数字式万用表一般都是多量程，如果要设计多量程的电压测量模块，则只需按比例增加电阻的数量，如图2-3所示，电压分得的量程分别为2伏,20伏,200伏，一般情况下，电路输入阻抗越大越好，在图2-3中，电路输入阻抗采用的是1M的总电阻，R0=1M,则电阻,则,同理，即,本图中，采用的是手动转换量程，但在本次设计中，量程是自动转换的，通过单片机来实现这个功能。 图2-2 单量程分压原理 图2-3 多量程分压原理2.3.2 电流测量模块原理电流/电压转换实现的方法为利用分流电阻，其基本理论为欧姆定律，通过适当的采样电阻，将电流变为电压，但此电压值也必须在转换芯片采集的电压范围内，如图2-4所示，被A/D转换器采样的电压,，分流电阻为R1。图2-4 电流/电压转换原理当使用多量程的档位时，则是同样的原理，增加取样电阻的数量，与此同时，根据档位计算出所需的取样电阻，如图2-5，每个分流的电阻采用以下的方法计算，第一步先计算出,然后计算下一个档位，,同样的道理，以此可以计算出R1的值。图2-5是手动档位，在本次设计中，电流档同样采用自动转换量程，经由单片机来实现。图2-5 多量程电流/电流电压转换2.3.3 电阻测量模块原理电阻/电压转换电路可以利用电压与电流成比例的原理，采用反相比例放大电路，如图2-6，采用OP07放大芯片，其中芯片OP07的反馈电阻RX作为被测量的电阻，如果在放大器芯片输入端输入2V的电压，那么则被送入到A/D转换图2-6 电阻/电压转换原理图器的电压为,经过A/D芯片后可以得到数字量是，再经过微处理器进行逆向运算处理得到,此时RX并不是十进制，而是二进制，将其转变之后，再乘以相对应档位，就得到了被测阻值。除此之外，其量程的转换方法与电压和电流的转换相同，都通过单片机来实现。2.3.4 交流电压测量模块方案在数字式万用表的设计当中，可以说交流电压的测量是最复杂的部分，这次初步拟定的设计方案有三种。(1)如图2-7为方案1，方案1中采用的降压，整流，分压和滤波的方法测量交流电压的方法。在该方案中，首先变压器先对交流电压进行合适比例的降压，然后再通过电子整流器将其变成直流电压，然后通过电阻R6和R7进行分压，最后通过滤波，最终将电压降到A/D芯片采样范围内。图2-7 整流分压测量交流电压原理图(2)方案二下图2-8，在方案二中，整流二极管D1对交流电压进行半波整流，然后通过分压分以合适的档位，进行降压，最后通过低通滤波器滤成直流，并由模数转换器转换成数字量送到微处理器，通过它计算出电压有效值，但是二极管是普通型号的整流二极管，因此其反向恢复速度较慢，高频率交流电压是测量不了的。图中档位分别为200伏和750伏，分压电阻求法和直流一样。图2-8 二极管整流测量交流电压方法（3）最后一种方法是采用集成的芯片测量交流电压，真有效值交直流转换器AD736芯片，即可满足这一要求,如图2-9。另外，AD736也有很多的优点，比如测量速度快，灵敏度高，精度高，还有输出的阻抗低和输入阻抗高等优点。图2-9 AD736图基于以上三种方案，方案1中要用到变压器，实际使用时会比较麻烦，而且整流后的直流分量会带有纹波，滤波电路不能彻底的滤除。方案2是依靠分位元件搭起来的，误差比较大，而且调试很麻烦，电路不是很稳定。相比前两种方案，方案3采用的则是信号平方后积分的方法，而不是前两种的整流加平均测量的方法，因此其精度比较高，还可以简化设计，故选择第三种方案比较合适。2.3.5 电容测量模块原理测量电容时，常用的方法有两种，分别是频率与容抗方法。频率法即是先将电容值转换成频率进行测量采用微处理器计算由定时器所发出的脉冲宽度的时间，然后再利用公式,转换成,并计算出实际的电容值。容抗法则是将电容转换成交流电压，并进行交直流电压转换，计算出其平均值，送到模数转换器，最后经过处理，得出电容的值。以上两种方案，容抗法在测量电容较小的情况下，转换后的电压也会比较低，难以满足模数转换器的精度要求，而且其电路设计比较麻烦，相比之下，频率法则设计电路比较简单，而且精度比较高。2.4 软件程序设计方案软件部分主要包括处理计算程序和采集程序两个部分，处理计算程序包括各采样数据处理，液晶显示，按键扫描，中断的执行等部分。采集程序则包括A/D转换，交流电压采集，直流电压采集，电阻转换的电压采集，电流转换的电压采集和电容的采集计算等各个部分。软件设计是最复杂的一部分，需要设置多种中断，满足各种测量功能之间的转换，最后还有将所有的功能组合在一起。第三章 主要元器件介绍3.1 主控制芯片AT89C52在现今的市场上，单片机的类型有很多，主要的芯片厂家有爱特梅尔（Atmel）公司，其主要产品类型像AT89C521，AT89C52，还有AVR系列单片机等；宏晶科技STC系列芯片；凌阳科技SPMC65系列芯片；德州仪器的MSP430系列和microchip单片机等。然而在本次设计中，8位单片机已能够满足我要设计的万用表的要求，因此，我就使用最常用的AT89C52芯片，AT89C52内部组成图如图3-1。图3-1 AT89C52内部结构图下面是AT89C52的内部各个部分通过总线与CPU相连，其结构有以下几个部分；1） CPU:8位CPU，有一个位处理器；内部RAM为256；2） 内部RAM为256；3） I/O口双向且可位寻址共32条；4） 中端系统：中断源6个，4个优先级中断；5） 定时器/计数器：3个，16位，可编程；6） 读写中断口两个，三级加密；7） 封装形式：PDIP,PLCC;其I/O口如下表；表3-1 I/O功能表名称引脚号功能P0口P0.7-P0.032-39P0口8位双向I/O口，作为通用I/O口使用时。需加上拉电阻，在系统扩展时可做地址总线或数据总线使用P1口P1.7-P1.08-1P1口是8位准双向I/O口，其内部具有上拉电阻。P2口P2.7-P1.028-21P2口与P1口相同，但当在系统扩展时做高8位地址总线使用，通常做I/O口使用，与P1相同P3口P3.7-P3.017-10P3口也与P1口功能相同，但它每个引脚还有第二功能。在P3口，每个引脚的第二功能如下表；表3-2 P3口第二功能说明口线符号功能P3.0RXD串行数据接收端P3.1TXD串行数据发送端P3.2INT0外部中断0，中断请求输入口P3.3INT1外部中断1，中断请求输入口P3.4T0定时器/计数器0，计数脉冲输 入端P3.5T1定时器/计数器1，计数脉冲输入端P3.6WR片外数据存储器，写选通信号输出端P3.7RD片外数据存储器，读选通信号输出端在本次设计当中，AT89C52采用插针形式的，其引脚图如图3-3，实物图如图3-4； 图3-3 AT89C52引脚图 图3-4 AT89C52实物图3.2 A/D转换芯片ADC0809在本次设计当中A/D转换芯片采用ADC0809，它内部具有四个功能模块，其中有8路可选通模拟通道，可以8路模拟量分时间采样，并且它们共同使用模数转换部分。ADC0809是逐次逼近式地模数转换芯片，地址锁存与译码电路可完成对ADDA,ADDB,ADDC等3个位地址进行锁存和译码，译码输出在通道选择中可使用。ADC0809内部结构图如图3-5所示，芯片共有二十八个引脚，其I/O口图如图3-6，实物图则如图3-7。图3-5 ADC0809内部结构图图3-6 ADC0809引脚图 图3-7 ADC0809实物图ADC0809每个引脚的功能如表3-3中所示。表3-3 ADC0809引脚表引脚名IN7-IN0模拟量输入通道，对模拟量主要求为单极性，0-5VADDA,ADDB,ADDC地址线，用于模拟通道的选择ALE地址锁存允许信号，在对应ALE上跳沿，ADDA，ADDB,ADDC等地址状态送入地址锁存器中START转换启动信号，START上跳沿时，内部寄存器清零，START下跳沿时，开始工作，转换时START应为低电平D7-D0数据输出线，三态缓冲输出形式，与单片机直接相连OE输出允许信号，控制三态输出锁存器向单片机输出数据，OE=1时输出转换数据CLK时钟信号，为外部提供，常用为500kHz时钟信号EOC转换结束状态信号，EOC=0正在转换,EOC=1转换结束VCC+5V电源REF参考电压，用来和输入的模拟信号进行比较3.3 运算放大器LM324芯片在LM324内部共四个运放，具有真正差动输入性质，与其他芯片相比，此芯片四个运放可在3-32V的电压范围内工作。其运算放大器特点是高增益，内部频率补偿，低功耗和电源电压范围宽等。它的封装形式为塑封14引脚DIP。除了以上的优点之外，LM324还具有短路保护输出，输入端具有静电保护功能和行业标准的引脚排列等优势。LM324的引脚图与实物图分别如图3-8和图3-9所示。 图3-8 LM324引脚图 图3-9 LM324实物图LM324内部是四个放大器，内部各部分如下图3-10。图3-10 LM324内部结构图作为放大器类型的芯片，LM324有着各使用极限，其各项极限的参数如表3-4所示，表3-4 LM324极限参数表参数符号数值单位电源电压VCCV差动输入电压VI(DIFF)V输入电压VI-0.3- +32VV输入电压对地短路电流连续工作温度范围TOPR0+70贮存温度范围TSTG-65- +1503.4 真有效值AC-DC转换器AD736AD736是一真均方根直流转换器，在被激光校正之后，当信号若是正弦信号时，其极限误差为，即示数。它可测量的波形十分广泛，包括可占比脉冲和三端双向可控硅(相位)控制的正弦波，而且其测量精度也十分高。AD736不仅可以计算交流和直流电压的均方根值，当增加一个外部的电容时，还可以当做交流耦合器件使用。即便有温度和电压的误差，AD736亦可以辨别100uV地均方根结果。AD736内置输出缓冲放大器，其针对数字式万用表和其他类型的电源供电模式也进行了优化，其电源的电流比较低仅200uA。AD736D的封装采用的8脚双列直插式，此外，AD736的引脚图与实物图如图3-11和图2-12，AD736内部有五个部分构成，其内部各部分如图3-13所示。 图3-11 AD736引脚图 图3-12 AD736实物图图3-13 AD736内部结构图AD736具有8个引脚，其每个引脚的功能如表3-5所示。表3-5 AD736引脚功能表引脚号引脚名功能1Cc低阻抗输入端2Vin高阻抗输入端3CF滤波电容4-VS负电源端5CAV平均电容连接端6OUT输出端7+VS正电源端8COM公共端3.5 定时器NE555NE555定时器作用非常大且在很多方面都得到了应用，在常见的电路设计当中也会经常用到，NE555常使用里面定时器搭建时基电路，以此实现时序脉冲输出。其封装多为两种，一为8脚DIP形式，另一则为SOP-8小型形式。NE555有8个引脚，引脚图如图3-14，实物图如图3-15。 图3-14 NE555引脚图 图3-15 NE555实物图NE555的内部可等效成二十三个晶体管，十七个电阻，两个二极管等，构成了比较器，RS触发器等多组电路，其分压电阻由三只高精度的5K的电阻组成并为上下比较器提供基准电压。其NE555内部结构图如图3-16所示，图3-16 NE555内部结构图NE555与AD736一样，也是具有8个引脚，其每个引脚的功能如表3-6所示。表3-6 NE555引脚功能表引脚号引脚名功能1GND接地端2TRIG触发3OUT输出4RESET复位5CONT控制电压6THRES阈值7DISCH放电端8VCC电源3.6 显示器LCD1602我们常用的显示屏有12864液晶屏，LCD1602液晶。LCD1602是字符型液晶，它由若干个字符点阵字符位（5）构成，它可用来显示字符，数字和符号等。LCD1602可以显示出来两行的字符，可接+5V电压，对比度是可以调节的。用户可以自定义的则只有8个，当15号引脚接VCC，16号引脚接地时，LCD1602还可以背光显示。LCD1602有16个引脚，其如图3-17所示，实物图则如图3-18。 图3-17 LCD1602引脚图 图3-18 LCD1602实物图LCD1602一般情况下多为14或16个引脚具体每个引脚的功能则如表3-7所示。表3-7 LCD1602引脚表引脚号引脚名电平输入/输出作用1VSS电源地2VCC电源（+5V）3VEE对比调整电压4RS0/1输入0- 输入指令1- 输入数据5R/W0/1输入0- 写入指令或数据1- 从LCD读取信息6E1，1-0输入使能信号，1时读取信息，1-0下降沿执行命令7-14DB0-DB70/1输入/输出数据总线line0-715A+VCCLCD背光电源正极16K接地LCD背光电源负极 第四章 硬件电路设计4.1 AT89C52单片机最小系统原理图数字万用表由各个部分电路构成，分别是直流电压电路，电流检测，电阻检测，交流电压模块，电容测量模块，A/D转换模块，显示模块及中央处理模块等，其中最主要的部分是单片机中央处理模块，由AT89C52及其旁边的基础模块组成，其中中央芯片如下图4-1。图4-1 单片机主控制系统在图4-1中，单片机基本上每个引脚都要使用，在本次设计当中，只剩下一两个引脚没有使用。I/O口P1或者电气标号D0-D7是接收